Publikationsserver der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg
Not a member yet
6172 research outputs found
Sort by
KI-gestützte Detektion und Segmentierung von Magenkarzinomen in westlichen endoskopischen Bilddaten anhand eines fine-tuned Deep-Learning Ansatzes
No full textDiese vorläufige monozentrische Studie zeigt, dass ein aus einem Barrett-Ösophagus-KI-System feinjustiertes Deep-Learning-Modell Magenkarzinome in westlichen multimodalen endoskopischen Bilddaten zuverlässig detektieren und präzise segmentieren kann. Die hohe Segmentierungsgenauigkeit und Detektionssensitivität über verschiedene Bildmodalitäten hinweg unterstreichen die Machbarkeit eines pathologiegestützten KI-Ansatzes auch in einer westlichen Niedriginzidenzpopulation. Aufgrund der ausschließlichen Verwendung von Bildern mit sichtbaren Tumoren lassen sich keine Aussagen zur Spezifität treffen; eine Übertragbarkeit auf Screening- oder Mischkollektive ist daher limitiert. Weitere Studien mit a) größerem Datensatz inklusive Videodaten, b) externer Validierung an einer multizentrischen westlichen Kohorte, sowie c) Anwendung und Prüfung an nicht-neoplastischen Vergleichsbildern oder anderen Pathologien sind erforderlich.
Nach unserem Kenntnisstand zählt dieses System zu den ersten in einer westlichen Population entwickelten endoskopischen KI-Ansätzen zur Magenkarzinomdetektion, und zu wenigen, die vollständige ESD-präparatbasierte Referenzdaten für Training und Validierung nutzen
Simulationsframework mit Anordnungsalgorithmus von Petri-Netzen
No full textDie serienmäßige Produktion von Elektrolysezellen befindet sich im Anfangsstadium, sodass belastbare Erfahrungen für standardisierte Produktionssysteme fehlen. Die Planung ist daher durch hohe Unsicherheit geprägt. Unterschiedliche Gestaltungsmöglichkeiten der Produktionssysteme müssen frühzeitig bewertet und ihre Leistungsfähigkeit mit dynamischen Methoden, wie der Simulation, abgesichert werden. Anhand eines von den Autoren entwickelten Simulationsframeworks mit automatisierter Modellgenerierung auf Basis der Petri-Netz-Logik zeigt dieser Beitrag die Möglichkeit der Simulation von Produktionssystemen in der Planung. Ein besonderes Leistungsmerkmal des Frameworks ist, dass zunächst unübersichtlich generierte Modelle mit einem Graphenalgorithmus so angeordnet werden, dass ihre Funktionsweise aus der Darstellung nachvollziehbar wird
Ein Beitrag zur Bestimmung der Rheologischen Eigenschaften Selbstverdichtender Betone mit dem Kugel-Messsystem
No full textZur Erfassung der rheologischen Eigenschaften Selbstverdichtender Betone (SVB) existieren
unterschiedlichste Betonrheometer und Messsysteme. Aufgrund der besonderen Eigenschaften Selbstverdichtender Betone ist die Erfassung deutlich schwieriger als bei Flüssigkeiten
und feinkörnigen Suspensionen. Vor allem die Zusammensetzung unterschiedlicher Ausgangsstoffe, die verwendete grobe Gesteinskörnung sowie die ablaufende Hydratation und die
dabei entstehenden Wechselwirkungskräfte erschweren die Bestimmung der rheologischen
Eigenschaften. Ferner haben diese Eigenheiten zur Folge, dass die geforderten Randbedingungen der klassischen Rheologie nicht mehr eingehalten sind und eine genormte Darstellung
der Ergebnisse nicht möglich ist. Bei den existierenden Betonrheometern handelt es sich daher meist um Relativ-Messsysteme, die an die Rheometer der klassischen Rheologie angepasst sind. Eine exakte Bestimmung der rheologischen Eigenschaften Selbstverdichtender
Betone ist daher schwierig. Ein Kennzeichen vieler Betonrheometer ist zudem die hohe
Schergeschwindigkeit und die permanente Scherung der Probe. Diese Scherbelastung entspricht aber in den meisten Fällen nicht dem tatsächlichen Fließverhalten Selbstverdichtender\ud
Betone.
Aufgrund dieser Sachlage hat sich diese Arbeit ergeben. Ziel war die Entwicklung eines Betonrheometers, das die speziellen Eigenschaften des SVB berücksichtigt und die tatsächlichen
Fließbedingungen simuliert. Als Ausgangspunkt diente die exzentrisch rotierende Kugel (Kugel-Messsystem), die bereits für rheologische Untersuchungen von Leimen und Mörtel erfolgreich eingesetzt wird. Eine Kugel bewegt sich dabei auf einer Kreisbahn durch den Leim oder
den Mörtel und erfasst das Widerstandsmoment bei definierter Geschwindigkeit. Rheometer
auf der Grundlage des Kugel-Messsystems ermöglichen die Ermittlung von mehreren Fließparametern in frischen, ungestörten Zementleimen oder Selbstverdichtenden Mörtel. Durch
geeignete Wahl des Messprofils können mit diesem Messsystem in kurzer Zeit genaue Informationen über das Fließverhalten ermittelt werden.
In den hier beschriebenen Studien wurde das Kugel-Messsystem für Selbstverdichtende Betone adaptiert und an seine speziellen Randbedingungen angepasst. Bei der Messung kamen
zwei grundlegende Messprofile zum Einsatz: Beim ersten Messprofil wurde ein Rampenprofil
mit zu- und abnehmender Geschwindigkeit vorgegeben und die dazugehörigen Messwerte als
Fließkurve dargestellt. Beim zweiten Messprofil wurde eine konstante Geschwindigkeit vorgegeben und die dabei ermittelte Schubspannung über den Messzeitraum bzw. über den zurückgelegten Weg der Kugel abgebildet. Als Resultat konnten die Fließgrenze und die Viskosität ausgewertet werden. Mit unterschiedlichen Messprofilen und den damit verbundenen
unterschiedlichen Auswertungen wurden unterschiedlich definierte Fließgrenzen ermittelt und
einander gegenübergestellt. Um den Zusammenhang mit dem Setzfließmaß und der Trichterauslaufzeit darzulegen, wurde das modifizierte Kugel-Messsystem anhand mehrerer SVBRezepturen verifiziert. Für die Bewertung des Fließverhaltens wurde jeder Abschnitt der
Messkurven betrachtet und diskutiert. Um die Ergebnisse einordnen und mit anderen Rheometern vergleichen zu können, wurden aus den gemessenen Werten die rheologisch genormten Einheiten berechnet. Neben der Berechnung dieser genormten Einheiten, die in dieser
V
Arbeit kontrovers diskutiert wird, wurde auch das Strömungsverhalten der Kugel beim Durchfahren des Betons beobachtet und beschrieben. Ein weiterer wesentlicher Aspekt war die Betrachtung der Geschwindigkeit, mit der die Kugel durch den Beton fährt. Diese Geschwindigkeit hat einen beträchtlichen Einfluss auf die Ergebnisse der Messung. Bei zu geringer Geschwindigkeit konnte weder eine Fließkurve noch der Verlauf der Schubspannung bei konstanter Geschwindigkeit erzeugt werden. Bei zu hoher Geschwindigkeit war dagegen, zu Beginn der Messung eine zusätzliche Widerstandskraft infolge der hohen Beschleunigung der
Kugel zu verzeichnen. Neben der Geschwindigkeit war auch der Strukturaufbau nach einer
Ruhezeit von Bedeutung. Beobachtet wurde das Verhalten nach einer, drei, fünf, zehn und 20
Minuten. Es konnte beobachtet werden, dass es infolge der Hydratation und unterschiedlicher
Wechselwirkungskräfte zu einem Strukturaufbau kommt, der sich deutlich auf die gemessenen Fließgrenzen (insbesondere die Statische Fließgrenze) und die Viskosität auswirkt. Die
Reproduzierbarkeit der Ergebnisse wurde anhand unterschiedlicher Betonrezepturen und
Wiederholungsversuchen gezeigt. Ein besonderes Augenmerk lag dabei in der Betrachtung
eines variierenden Wassergehalts bei gleichbleibender Rezeptur. Mit dem modifizierten Kugel-Messsystem war es möglich, bereits geringe Wassergehaltsschwankungen (3 bis 5 l/m³)
verlässlich zu erfassen. Das Messgerät wurde schließlich mit der Vane-Zelle und dem Platte/Platte-Messsystem verglichen. Ein direkter Vergleich der Messwerte war jedoch schwierig,
da den drei Geräten unterschiedliche Messsysteme zugrunde liegen. Auch die Umrechnung
der Messwerte in genormte rheologische Einheiten ist von Messgerät zu Messgerät unterschiedlich und die Ergebnisse somit nicht identisch. Ein Vergleich war aus diesem Grund nur
qualitativ möglich.
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass es möglich ist, mit einem Messgerät auf Grundlage der exzentrisch rotierenden Kugel, die rheologischen Eigenschaften Selbstverdichtender
Betone zu bewerten. Dabei wurden die Bedingungen einer langsamen Schergeschwindigkeit
und der Messung in frischem Beton eingehalten
Uniqueness Domains of Offset Wrist Robots via a 4D Workspace Representation
No full textWe present a new method for studying the workspace of 6R robots using a four-dimensional representation. This is applied to numerically determine connected workspace components with a constant number of solutions of the inverse kinematics, and to describe critical values that form the boundaries these regions. To define and maximize uniqueness domains, nonsingular transition of these boundaries are investigated. This provides a method to determine workspace regions in which the robot can move avoiding configuration changes and singularities
The impact of hydrogen underground storage on fair partnerships: a GIS-based integration of salt caverns into PyPSA-Earth
No full textThe increasing demand for hydrogen in Europe and the development of cross-border infrastructure, such as the SoutH2 Corridorconnecting Tunisia, Italy, Austria, and Germany, underscore the importance for hydrogen storage solutions to ensure supplysecurity and competitive pricing. Without storage, producers face increased market dependency, as electrolyzers require con-tinuous operation to remain economically viable. At the same time, storage offers opportunities to strengthen domestic valuechains by securing hydrogen supply for local industries. To assess the system-level impact of underground hydrogen storageand its implications for hydrogen partnerships, we integrate GIS-based salt cavern potentials into PyPSA-Earth and apply theframework to Tunisia. Salt caverns are currently largely considered the most economical option for large-scale hydrogen storage,offering operational flexibility. Underground storage is represented as an endogenously optimised, regionally constrained option,enabling a direct comparison between scenarios with and without geological storage under identical demand, technology, andpolicy assumptions.Our results show that underground hydrogen storage enables seasonal balancing at multi-terawatt-hour scale, reshaping hydro-gen system design. Storage availability substitutes most aboveground hydrogen tank capacity, improves electrolyser utilisation,and reduces levelised hydrogen production costs by approximately 0.10 € kg−1. Moreover, it decouples hydrogen production fromshort-term electricity variability and export demand, enhancing supply stability and export competitiveness.Beyond the Tunisian case, the findings underscore the strategic role of geological storage in international hydrogen trade. Byincreasing resilience and reducing cost volatility, underground hydrogen storage strengthens the position of exporting regionsand supports more balanced and sustainable hydrogen partnerships
QEF: Reproducible and Exploratory Quantum Software Experiments
No full textCommercially available Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) devices now make small hybrid quantum-classical experiments practical, but many tools hide configuration or demand ad-hoc scripting.
We introduce the Quantum Experiment Framework (QEF): A lightweight framework designed to support the systematic, hypothesis-driven study of quantum algorithms. Unlike many existing approaches, QEF emphasises iterative, exploratory analysis of evolving experimental strategies rather than exhaustive empirical evaluation of fixed algorithms using predefined quality metrics. The framework's design is informed by a comprehensive review of the literature, identifying principal parameters and measurement practices currently reported in the field.
QEF captures all key aspects of quantum software and algorithm experiments through a concise specification that expands into a Cartesian product of variants for controlled large-scale parameter sweeps. This design enables rigorous and systematic evaluation, as well as precise reproducibility. Large sweeps are automatically partitioned into asynchronous jobs across simulators or cloud hardware, and ascertain full hyper-parameter traceability. QEF supports parameter reuse to improve overall experiment runtimes, and collects all metrics and metadata into a form that can be conveniently explored with standard statistical and visualisation software.
By combining reproducibility and scalability while avoiding the complexities of full workflow engines, QEF seeks to lower the practical barriers to empirical research on quantum algorithms, whether these are designed for current NISQ devices or future error-corrected quantum systems
The role of hydrogen offtaker regulation in highly renewable electricity systems
No full textThe growing demand for green hydrogen necessitates a rapid scale-up of production and exports to meet decarbonization targets globally. However, current ramp-up efforts remain insufficient, calling for policies that unlock the potential of hydrogen as a low-carbon energy carrier. A key lever is the offtaker regulation, which impacts the pace and sustainability of export projects.
This study investigates minimum renewable share requirements for hydrogen exports in countries with high renewable electricity shares. Using New Zealand as a case study, we develop a fully sector-coupled capacity expansion and dispatch model, integrating hydrogen and electricity network planning based on PyPSA-Earth. The model optimizes New Zealand’s energy system under varying export scenarios, renewable electricity shares, and resulting system impacts.
We find that domestic electricity demand and renewable expansion rates dominate long-term outcomes, while progressive regulation enables short-term hydrogen and Power-to-X exports. Relaxing the renewable threshold from 80% to 60% triples export volumes from 2.5 TWh to 8.2 TWh by 2030. We propose a two-stage requirement: an initially progressive threshold to attract investment with low consequential emissions, followed by stricter regulation to prevent high emissions, rising domestic electricity prices, and declining hydrogen competitiveness. This framework, demonstrated for New Zealand, can guide hydrogen-exporting countries worldwide
TFSB as Bedding Material in District Heating Pipe Constructin - Scientifically Proven Long-Term Experience
No full textFollowing the explanation of the increasing importance of alternative
backfill materials like TFSB, TFSB and their status in terms of science and technology are depicted. Selected results of the research project FW-ZFSV 4.0 are presented:
computer-aided static calculation, in situ long term loading of district heating pipes in TFSB and sand, quality assurance and resource conservation. The conclusions provide an overall assessment of the use of TFSB in district heating pipe construction
Recommendation of RILEM TC 281-CCC: RILEM CPC-18R1 - guideline for measuring the carbonation depth of hardened concrete using a pH indicator solution
No full textThis recommendation provides a procedure for determining the carbonation depth on the surface of concrete by applying a pH indicator. This includes definitions of carbonation, carbonation depth and carbonation front, as well as descriptions of the different pH indicator solutions that can be used. Recommendations for testing laboratory-prepared specimens and those obtained from concrete structures are also given. This involves guidelines for sample preparation and/or extraction, CO2
exposure duration, carbonation depth determination and reporting of results. A section on data interpretation is also provided, as carbonation results are used for determining durability of concrete, as well as a criterion for materials selection or for carbon uptake calculations. The new Recommendation CPC-18R1 is intended to supersede the former RILEM recommendation CPC-18, particularly when prescribed as the preferred method for evaluating and reporting carbonation depths
